Zátěžové testy - Tělovýchovné lékařství UK 2.LF

Zátěžové testy – některé
patofyziologické aspekty a jejich
důsledky pro volbu testu a
interpretaci
J.Radvanský
Klinika tělovýchovného lékařství UK - 2.LF
Tepové rozpětí (tepová rezerva)
pacienta
• HRmax (dosažitelná) - HR klidová
• HRmax NORMA: 220-věk , 2 SD cca 15
tepů (!)
• Adaptací na zátěž klesá HR klidová
• Betablokátory: zásadní roli hraje jejich
farmakokinetika. Lineární vztah zátěž - HR
zůstává, ale HR má méně strmý vzestup,
závislý na momentální hladině BB
Problematika HRmax a úskalí
interpretace
• U mladých v naprosté většině případů lze bez
rizika dosáhnout „true“ maximální zátěže. S
věkem stoupá četnost těch kteří ukonči zátěž pro
patologické symptomy „SLE“
• S věkem významně stoupá i chronotropní
inkompetence SA uzlu (ischemická i
farmakologická z betablokátorů)
• Při HRmax SLE : W170 i W 170 ztrácejí
jakoukoliv výpovědní hodnotu
• Interpretaci významně pomůže analýza výměny
dých. plynů: byl RER > 1,1 ?. VO2max ?
Fyziologicky versus
symptomaticky limitovaná
zátěž (SLE)
• Zdravý dospělý končí pro kombinaci
svalové únavy a emočně nepříliš negativně
vnímaného zadýchání.
• SLE: zátěž ukončena pro symptomy jiné.
• Udávejme vždy příčinu SLE + oběhové
parametry v době ukončení zátěže.
Ukončení zátěžového testu
pro symptomy udané pacientem
• oprese, palpitace
• dušnost - pro dif. Dg. vhodný pulzní
oxymetr a monitorace výměny dých. plynů
• porucha hybného systému (některé typy
poruch vedou k vyšší SLE na běhátku)
• nevolnost, závrať
• „nevůle pokračovat“.
Ukončení zátěže z objektivních příčin:
patologie na EKG
• Progredující těžká porucha repolarizační
fáze EKG. ( ad ST deprese: každá unifikace
je příliš simplifikující; senzitivita a specificita
testu JE funkcí zkušenosti hodnotitele).
• Zátěží indukované závažné poruchy
srdečního rytmu. (např. progrese AV bloku,
vznik komorové nebo supraventrikulární
tachykardie, prudké zvýšení počtu KES a
jejich přechod uniformních na polymorfní.)
Ukončení zátěže z objektivních příčin:
patologie mimo EKG
- Vzestup systolického TK nad rozumné
meze..( hodnocení relativního vzestupu
proti klidu > 35 mmHg na každý 1W/kg
zátěže a ne pouze absolutně 240 mmHg).
- Pokles STK při vyšším stupni zátěže proti
stupni předchozímu o více než 30 mmHg.
- Dezorientace pacienta během zátěže.
- Prudký pokles saturace Hb pod 80 %.
- Spotřeba kyslíku klesá při stoupající zátěži.
Anaerobní, stresový práh
• 1973 Anaerobní práh (AT) - nejvyšší intenzita zátěže
v rovnovážném stavu, na které se ještě neobjevuje metabolická
acidóza a biochemické změny + změny ve výměně dých. plynů s
tím spojené. Klíčovou úlohu při vzniku SP hraje centrální
redistribuce krve v neprospěch jater.
• Zatímco vytrvalostní sportovec při překročení
AT riskuje pouze předčasné vyčerpání, pacient s
ICHS riskuje při několikaminutovém překročení
AT život ohrožující arytmii.
• Paradoxem výbavy zátěžových laboratoří je to,
že u kardiologů je analyzátor výměny dýchacích
plynů raritou, u sportovců samozřejmostí
Pacient se sníženou koron. rezervou s
omezením srd. výdeje v zátěži: pro zátěž
nad AT oproti zátěži pod AT platí:
• V ischemických oblastech proarytmogenní situace:
anaerobní glykolýza + acidóza přitékající krve.
• Laktacidémie stoupá vysoko nad 4 mmol/l.
• Nouzová redistribuce u něj nastává velmi brzy, takže
AT má v nápadně nízkém procentu své „teoretické“ (ne
symptomaticky limitované) tepové rezervy.
• HRmax SLE může mít po čase pod i nad AT. Kardiální
příčina SLE sníží AT více než třeba artróza kolene.
• Pokud HRmax SLE > HR v AT , ale blízko sebe: pacient
v běžném životě často nad AT. Riziko: arytmie,
únavnost, neschopnost odhadnout mezní zátěž
Ergometr vs. běhátko
• E+ méně EKG artefaktů z pohybu, méně
kardiálních příhod i úrazů, výsledky jsou
reproducibilnější, snáze se měří TK.
• E- zapojení menšího množství svalových skupin
• E- nelze při artrózách kolene, chodit ještě lze
• E- pohybový stereotyp, na který část pacientů není
zvyklá, nelze použít u malých dětí
• Normy z ergometru nelze použít na běhátko a
naopak. Např. HRmax, VO2max jsou na
ergometru o cca 5 - 15% nižší (neplatí to pro
sportovce - cyklisty)
Základní typ ergometrického
protokolu
normálně zdatní - schopni rychlé
chůze
3,5
2,5
zátěž
1,5
(W/kg)
0,5
-0,5
délka jednoho stupně 150 a více sec,
vždy do steady state
Kombinovaný protokol pro VO2max + AT
zátěž pro čtyřicátníky
méně zdatný muž nebo zdatnější žena
4
3,5
3
zátěž 2,5
2
(W/kg) 1,5
1
0,5
0
0
3
čas (min)
6
9
Méně obvyklé laboratorní formy
zátěže u kardiologického pacienta
• Dynamická zátěž: běhátko, klikový
ergometr
• Statická zátěž: dynamometrie – nejčastěji
handgrip, 1/3 nebo 1/2 max. volní kontrakce do
vyčerpání
• Ortostatický test na sklopném lůžku.
• Farmakologická zátěž – Dobutamin,
dipyridamolový test a.j.
• HRV: „short term“ příliš závislá na momentálním
ladění pacienta. Věrohodnější výsledky z Holteru
Ruční dynamometr - handgrip
• Zejména u hypertoniků s ambicemi na fyzickou práci
horními končetinami (rytí, nošení břemen, stavební
práce, windsurfing, silové sporty)
• Typ handgripu a volba protokolu ovlivní výdrž, tlak
méně
• Jen malý rozdíl reakce TK vsedě a vleže
• !! V žádném případě neměřit TK až po uvolnění stisku.
• Na rozdíl od ergometrie dává validní diastolický TK
• Hraniční DTK 120 mmHg adolesc.,dospělí 130 mmHg.
• Hraniční STK 200 mmHg u dospělých.
• Jen raritně nalezneme pacienta s hypertonickou reakcí
systolického tlaku na handgrip a normotonickou reakcí
na dynamickou zátěž.
VO2max „true“, skutečné nelimitované symptomaticky
Spotřeba kyslíku už dále nestoupala, ačkoliv zátěž
ještě dále stoupala, nebo spotřeba vytvořila plató
délky > 60 sec u velmi rychlého analyzátoru.
• V době dosažení této hodnoty byl výdej CO2 vyšší
než spotřeba kyslíku, takže respirační výměnný
koeficient RER (poměr vydaného CO2 a přijatého
O2 ) byl vyšší než 1,1. RER stoupá i při
neurotické hyperventilaci. S touto výjimkou je
RER nedostižným markerem dosažení skutečného
maxima.
• U pacientů s větší limitací srdečního výdeje je ale i
VO2max závislý na zátěžovém protokolu.
Problematika zdatnosti seniorů
• Nedělají se populační normy zdravých takoví senioři jsou výjimečně zdatní
• „Devastating decondition of senior“
• Na 6 stupňové škále zdatnosti se při běžném
infektu senior propadne o 3 stupně, takže
jen 2 nejvyšší skupiny jsou soběstačné již v
rekonvalescenci.
• Skupiny s vyšší zdatností mají méně pádů.
Maximální spotřeba kyslíku nebo její
ekvivalent v podobě maximální
dosažené zátěže u seniora
• jsou zřejmě nejlepší a v podstatě jediné exaktní
prediktory mortality starších osob zjištěné
opakovaně z více studií.
• Každý 1 MET maximální spotřeby kyslíku
(zvýšení spotřeby kyslíku o 3,5 ml/kg/min) snižuje
mortalitu v následujících letech o 11 - 18 procent.
• Zdatnost seniora se tak stává nejspolehlivějším
celkovým markerem zdraví vůbec.
Vyšetření zdatnosti seniora
má tři základní roviny
• Symptomatickou: zdatnost limitována symptomaticky (SLE)
– nejčastěji bolestí z poruchy hybného systému, či lokální
ischémie pracujících svalů, stenokardie, dušností původu
kardiálního i plicního, patologickou únavou při nízkém
srdečním výdeji v zátěži
• Funkčně - metabolickou: ta je pouze u vybraných pacientů
zjistitelná standardním vyšetřením stupňovanou zátěží do
„true“ maxima
• Volní: zdatnost limitována volními vlastnostmi Jestliže je
pacient limitován nejistotou, negativní zkušeností
s intenzivní zátěží, nebude ochoten tolerovat laboratorní test
až do maxima.
34
32
30
28
věk (r.)
35
,4
35
,16
34
,92
34
,6
8
34
,44
34
,2
33
,96
33
,72
33
,48
33
,24
33
36
,26
35
,83
40
,5
40
,1
39
39
,56
56
,14
58
,71
60
,74
61
,46
62
,2
61
,51
60
,79
60
,1
60
59
,4
58
,81
57
,99
57
,59
57
,3
56
,72
56
,4
55
,56
54
,98
54
,4
53
,82
53
,2
4
52
,66
52
,08
51
,5
50
,81
50
,12
49
,43
48
,74
48
,0
5
47
,36
46
,67
45
,98
45
,29
44
,6
44
,04
43
,48
42
,9
2
42
,36
41
,8
41
,24
40
,68
40
,12
39
,7
39
,27
38
,84
38
,41
37
,98
37
,5
5
37
,12
36
,69
41
,7
41
,3
42
,1
42
,5
42
,9
51
,8
54
40
,9
44
43
,7
43
,3
44
,51
45
,33
46
,96
46
,14
47
,77
49
,4
48
,59
50
,2
51
50
,27
56
28
,78
28
,5
6
28
,34
28
,12
27
,9
27
,73
27
,56
27
,39
27
,22
27
,0
5
26
,88
26
,71
26
,54
26
,37
26
,2
26
,28
26
,36
26
,4
4
26
,52
26
,6
26
,68
26
,76
26
,84
26
,92
27
36
30
,1
29
,88
29
,66
29
,44
29
,22
29
40
31
,95
46
31
,03
33
,82
48
34
,75
38
36
,6
42
38
,94
43
,6
50
48
,73
52
41
,26
41
,73
47
,2
58
39
,87
60
35
,67
38
62
32
,88
-1
VO2max/kg (ml*min /kg) +/- 2SD
Max. spotřeba kyslíku - muži
26
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
Závěr
• Původní dominantní indikace zátěžového
testu - diagnostika stavů se sníženou
koronární rezervou pomocí zátěžového
EKG - se postupně přesouvá směrem k
hodnocení prognózy, efektu léčby a k
terapii pohybem.
• Dobrá znalost zátěžové fyziologie zůstává
nutnou podmínkou interpretace testů i
léčebného úspěchu pohybové terapie..
48
,7
31
,1
32
,4
6
32
,1
2
31
,7
8
31
,4
4
32
,8
26
,7
26
,6
6
26
,6
2
26
,5
8
26
,5
4
26
,5
26
,4
6
26
,4
2
26
,3
8
26
,3
4
26
,3
27
,3
1
27
,9
2
28
,5
3
29
,1
4
29
,7
5
30
,3
6
30
,9
7
7
3
,5
,2
2
29
1
,9
29
,6
28
,3
28
3
28
,9
6
,5
27
9
,1
27
2
,8
27
5
,4
26
8
26
,0
1
,7
26
4
,3
25
7
,9
25
,6
24
24
34
,5
34
,16
33
,82
33
,48
33
,14
35
,8
35
,15
37
,1
36
,45
38
,4
37
,75
39
,7
39
,05
41
40
,35
31
,5
8
38
,5
39
,1
64 56
3 57 ,7
,3 ,4 0, 30 30, 30, 30,5 ,19
8
30 30 3
30 29,8
32
,1
9
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
45
,3
45
,27
45
,24
45
,21
45
,19
45
,16
45
,13
45
,1
44
,69
44
,28
43
,87
43
,46
43
,05
42
,64
42
,23
41
,82
41
,41
46
,44
47
,56
49
,49
51
,1
50
,31
40
,7
40
,3
7
40
,0
3
39
,7
52
51
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
37
,9
37
,7
3
37
,5
6
37
,3
9
37
,2
1
37
,0
4
36
,8
7
36
,7
36
,3
1
35
,9
2
35
,5
3
35
,1
4
34
,7
5
34
,3
6
33
,9
7
33
,5
8
33
,1
9
32
,8
-1
VO2max/kg (ml*min /kg) +/-2SD
Max. spotřeba kyslíku - ženy
3
,0
24
6
,4
23
9
,8
22
2
,3
22
5
,7
21
8
,1
21
1
,6
20
4 ,5
98 ,2 21
6 0,72 20, 21
4
,
4
2 0 2
,0
8 94 0, 2
7
2 6 9, 2
20
,4
6 9,4 19, 1
1
,
19
,9 9 1
18 1
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
věk (r.)
14
5
14
6
150
14
8
věk (r.)
15
0
15
2
15
3
155
15
6
16
3
16
3
16
2
16
0
16
3
16
3
17
1
17
5
19
7
19
8
19
8
200
17
2
17
3
17
7
17
6
17
9
17
8
18
1
18
2
18
3
18
3
19
5
19
5
19
6
19
6
19
5
19
5
19
4
19
4
19
3
19
3
19
2
19
2
19
1
19
1
19
1
19
1
19
0
19
0
19
0
18
9
18
9
18
8
18
8
18
7
18
6
18
6
18
5
18
5
18
4
185
15
5
160
15
9
165
16
4
16
5
16
4
17
3
190
16
1
16
2
16
6
17
0
17
1
17
2
17
1
17
4
17
6
17
5
17
9
17
9
19
3
195
16
5
16
8
170
20
2
20
0
20
0
20
1
20
1
20
4
20
3
20
5
20
4
20
6
20
3
20
5
21
1
21
2
21
1
21
1
21
1
21
1
21
0
21
1
21
0
21
1
21
0
21
1
21
1
21
2
21
2
21
2
21
3
21
2
21
3
21
2
21
1
21
0
20
9
20
9
20
7
20
7
20
9
20
9
20
7
210
18
1
18
1
18
0
18
1
19
0
215
16
8
16
7
175
17
7
17
7
180
17
9
18
8
205
17
3
17
5
Tfm a x +/-2SD (m in -1 )
HRmax na ergometru - muži
145
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
věk (r.)
16
2
16
1
16
2
16
2
16
2
1
16
1
16
1
16
1
16
1
16
1
16
1
16
3
16
165
16
4
16
5
16
7
170
16
8
17
0
0
1
2
17
2
17
17
3
4
5
7
18
0
0
18
9
0
18
18
9
17
8
17
8
17
7
6
5
17
17
4
17
17
3
17
17
17
17
2
2
18
18
1
2
18
19
19
19
4
9
9
2
21
21
21
21
4
18
18
4
18
18
4
7
7
18
7
18
6
18
5
4
18
8
9
9
18
19
19
1
0
1
19
19
2
3
3
19
19
5
19
5
7
7
19
19
6
19
8
9
9
9
9
19
19
19
2
20
1
1
20
2
20
20
20
3
20
4
20
3
20
4
20
4
20
4
20
5
20
6
20
7
20
7
20
8
20
9
21
0
21
1
2
21
3
4
21
19
19
0
19
19
7
21
18
19
9
19
9
19
9
3
2
18
18
1
18
190
4
21
4
21
4
21
4
21
4
21
4
4
19
5
205
4
18
4
18
4
18
4
18
4
18
4
18
18
18
3
2
185
18
200
18
18
0
20
8
20
7
20
9
20
9
210
17
195
19
3
19
3
19
3
19
3
215
17
17
17
175
8
17
9
180
7
17
7
17
Tfmax +/-2SD (min-1)
HRmax na ergometru - ženy
160
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
Populační hodnoty Wmax, Wmax/kg, W170
Věk
Wmax
[roky] [W]
Wmax/kg
[W/kg]
W170
[W]
18
25
35
45
55
M
278
283
264
242
220
Ž
190
185
174
164
154
M
4,1
3,8
3,4
3,1
2,7
Ž
3,3
3,1
2,7
2,4
2,1
M
178
193
195
195
195
Ž
103
109
115
121
127
SD
38
31
0,5
0,5
50
29
Nomogram k určení náležitého výkonu –
problém zátěžové fyziologie ..lze 75 procent
průměru považovat za „individuálně OK“ ?
Srovnání klikového a bicyklového ergometru při přepočtu
„poloviční zátěž na horní ¨konč. vyvolá podobnou odezvu“
[rumpál 0,25 - 0,5 - 0,75 W/kg - max]
[ ergometr 0,5 - 1,0 - 1,5 W/kg - max]
- tepová frekvence:
SF-KE
Graf č.2
SF [tep/min]
SF-BE
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1.st
2.st
3.st
Zátěž
max
Srovnání klikového a bicyklového ergometru při
premise „poloviční zátěž na horní končetiny vyvolá
podobnou odezvu“
- systolický krevní tlak
Graf č.3a
TKs-KE
TKs [mmHg]
TKs-BE
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1.st
2.st
3.st
Zátěž
max
Srovnání klikového a bicyklového ergometru
při premise „poloviční zátěž na horní
končetiny vyvolá podobnou odezvu“
- spotřeba kyslíku
Graf č.4
V O 2-KE
V O 2-BE
VO2/kg [ml/min]
50
40
30
20
10
0
1.st
2.st
3.st
Zátěž
m ax
Vztah zdatnosti k pracovní kapacitě: příklad I
• žena 50 kg a muž 100 kg, zdraví, mají každý nést do
kopce náklad, vyžadující energ. výdej ekvivalentní
spotřebě kyslíku 2000 ml/min: ke klidové spotřebě cca
5 ml/kg/min přidá žena 2000/50 tedy 40.. požadovaný
energetický výdej bude ekvivalentní spotřebě 45
ml/kg/min, tedy nad hranicí jejích možností. Muž přidá
ke svým 5 ml/kg/min klidové spotřeby 2000/100 tedy
20 ml/kg/min. Jeho spotřeba kyslíku 25 ml/kg/min
bude u zdravého vnímána jako střední intenzita zátěže.
• Rozdíl hodnocení fyzikálně identické práce je
biologicky dán zejména množstvím svalové hmoty,
věkem a méně rozdílem pohlaví (+ faktory zdravotní,
psychologické, sociálně – motivační).
Vybrané termíny zátěžové fyziologie pro interpretaci testů:
Typy zátěže s dominancí anaerobní glykolýzy
• První polovina iniciální fáze zátěže.. cca 2 minuty
po začátku každého dalšího stupně
• Práce nad anaerobním prahem v rovnovážném
stavu: mezi AT a maximem stoupá jak aerobní tak
anaerobní glykolýza
• Supramaximální zátěž (anaerobní glykolýza stoupá,
spotřeba kyslíku nikoliv)
• Kontinuální statická zátěž fázických svalů horních
končetin
Zátěžový protokol pro ergometrii bez
analýzy výměny dýchacích plynů
• 1W/kg odpovídá běžné rychlejší chůzi
• Podle odhadu zdatnosti pacienta začínáme od
subjektivně lehké intenzity, obvykle 0,5 - 1 W/kg
hmotnosti, se zvyšováním po 0,25 až 1,0 Wattu na
kilogram hmotnosti na každý zátěžový stupeň.
• Dobrý odhad protokolu dávkovaného dle
hmotnosti zcela kompenzuje pohlavní rozdíly ve
zdatnosti.
• Stupňů má být nejméně 3 nejvíce 6. Na nižších
stupních zátěže je možno zvýšit intenzitu vždy po
dosažení rovnovážného stavu (!)
Zátěžový protokol pro test s analýzou
výměny dýchacích plynů
• Výbava: rychlý analyzátor výměny dýchacích
plynů + pulzní oxymetr + EKG + ergometr
• nejvhodnější protokol s dvěma stupni zátěže
podle hmotnosti pacienta, následovaný
kontinuálně zvyšovanou zátěží do maxima. První
stupeň do rovnovážného stavu má pacient
subjektivně hodnotit jako zátěž lehkou, tedy
obvykle 0,5 až 1W/kg.
• druhý stupeň délky tří minut má být pro pacienta
nastaven na úroveň subjektivně středně těžké
zátěže.
• Místo třetího stupně zvyšujeme kontinuálně
zátěž do maxima během dalších 2 až 6 minut.
K čemu spiroergometrie proti ergometrii
• Na protokolu méně závislé stanovení zdatnosti, možnost
stanovit AT a tedy optimální tréninkovou zátěž pro
pohybovou terapii.
• S moderními analyzátory lze lépe zjisti podíl postižení
plic na dušnosti pacienta.
• VO2max vyjadřuje maximální schopnost aerobně
produkovat makroergní fosfáty, je globálním
ukazatelem výkonnosti celého transportu dýchacích
plynů od zevního prostředí až po mitochondrie.
Vyjadřuje zároveň také schopnost pacienta zapojit
najednou co nejvíce motorických jednotek a vzdorovat
ochrannému inhibičnímu reflexu - únavě.